(57)【要約】【課題】  磁気アーマチャを製造するためのコストを低減することができる電磁作動式弁を提供する。【解決手段】  本発明の電磁作動式弁は、磁気コイル（５）と、この磁気コイル（５）によって作動可能であり、開放位置と閉鎖位置の間で往復運動可能である磁気アーマチャ（７）とを含む、特に自動車用のタンクの空気を抜く電磁作動式弁であって、前記閉鎖位置が、支持体に脱着可能に固定することができるシール体が弁座（８）に配置されることによって、磁気アーマチャ（７）の前記弁座（８）に対向する側の支持面によって画定されるものにおいて、シール体が支持体上に係合可能である本質的に環形状のシールエレメント（９）として形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気コイル（５）と、この磁気コイル（５）によって作動可能であり、開放位置と閉鎖位置の間で往復運動可能である磁気アーマチャ（７）とを含む、特に自動車用のタンクの空気を抜く電磁作動式弁であって、前記閉鎖位置が、支持体に脱着可能に固定することができるシール体が弁座（８）に配置されることによって、磁気アーマチャ（７）の前記弁座（８）に対向する側の支持面によって画定されるものにおいて、
前記シール体が前記支持体上に係合可能である本質的に環形状のシールエレメント（９）として形成されている電磁作動式弁。
【請求項２】
前記支持体に環状溝が設けられ、この環状溝に前記シールエレメント（９）が嵌め込まれている請求項１に記載の電磁作動式弁。
【請求項３】
前記支持体が磁気アーマチャ（７）である請求項１又は２に記載の電磁作動式弁。
【請求項４】
前記環状溝（10、71a）が、前記磁気アーマチャ（７）の外周で、前記磁気アーマチャ（７）の前記弁座（８）に対向する側に配置されている請求項２又は３に記載の電磁作動式弁。
【請求項５】
前記環状溝（10、71a）が、断面が矩形の案内として形成されている請求項２又は３に記載の電磁作動式弁。
【請求項６】
前記磁気アーマチャ（７）が、前記弁座（８）に対向する側で先細りになる円錐形状の区域（71b）を有する請求項１から４のいずれか１項に記載の電磁作動式弁。
【請求項７】
前記磁気アーマチャ（７）の最大往復行程を制限するために、前記磁気アーマチャ（７）の前記弁座（８）と反対側に、対向係止面と協働する係止面（15）が設けられている請求項１から５のいずれか１項に記載の電磁作動式弁。
【請求項８】
前記係止面（15）と前記対向係止面との間に係止緩衝体が設けられている請求項７に記載の電磁作動式弁。
【請求項９】
前記係止緩衝体が、本質的に環形状のシールエレメント、好ましくはＯ−リング（17）によって形成されている請求項８に記載の電磁作動式弁。
【請求項１０】
前記断面が矩形の案内が、前記シールエレメント又は前記Ｏ−リング（17）を収容するように設けられている請求項９に記載の電磁作動式弁。
【請求項１１】
前記対向係止面が、磁心（６）のアーマチャ側の端部に形成されている請求項７から１０のいずれか１項に記載の電磁作動式弁。
【請求項１２】
調整ねじ（13）が前記磁気アーマチャ（７）の最大往復行程を調整するために設けられ、前記対向係止面（16）が前記調整ねじ（13）のアーマチャ側の端部に形成されている請求項７から１０のいずれか１項に記載の電磁作動式弁。
【請求項１３】
前記シールエレメント又は前記Ｏ−リング（17）が、アクチュエータ側で結合可能である請求項９から１２のいずれか１項に記載の電磁作動式弁。
【請求項１４】
前記シールエレメント又は前記Ｏ−リング（17）が、アーマチャ側で結合可能である請求項９から１２のいずれか１項に記載の電磁作動式弁。
【請求項１５】
前記磁気アーマチャ（７）が、前記シールエレメント又は前記Ｏ−リング（17）を保持するための合成樹脂成形品（72）を含む請求項１３に記載の電磁作動式弁。
【請求項１６】
前記成形品（72）が本質的に中空円筒体として形成され、当該成形品が前記磁気アーマチャ（７）の前記弁座（８）と離間する側に開口している対応する孔部（14）の中に挿入可能であり、当該成形品の上端に、軸線方向に延伸するとともに外周を取り囲む収容面（72a）が設けられ、かつこの収容面（72a）に前記シールエレメント又は前記Ｏ−リング（17）の係合用及び固定用のカラー状の密閉体（72b）が備えられている請求項１５に記載の電磁作動式弁。
【請求項１７】
流出管（４）がラバル管として形成されている請求項１から１６のいずれか１項に記載の電磁作動式弁。
【請求項１８】
前記本質的に環状のシールエレメント（９）がＯ−リングである請求項１から１７のいずれか１項に記載の電磁作動式弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁弁に関する。より詳細には、本発明は、特に自動車のタンクから空気を抜くための電磁弁であって、磁気コイルと、この磁気コイルによって作動可能であり、開放位置と閉鎖位置の間で往復運動可能である磁気アーマチャとを含むものにおいて、閉鎖位置が、支持体に脱着可能に固定することができるシール体を介在させている場合に、弁座上で磁気アーマチャの弁座に対向する側の支持面によって画定されている電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の吸気管へ内燃機関の燃料タンクから気化した燃料蒸気を配量導入するための電磁作動式弁が公知であり、文献に度々記載されている。この弁は、一般に燃料タンク又はこの燃料タンクに後置される吸収フィルタに接続するための流入管を備える弁ハウジングと、吸気管に接続するための流出管とを有する。弁ハウジングの内部に磁心ならびに磁気アーマチャを備える磁気コイルがある。磁気コイルの通電時に、磁気アーマチャがばね力に抗して、その支持面によって弁座上で画定される閉鎖位置から開放位置へ移動可能である。磁気アーマチャの最大往復行程、最大ストロークは、公知の弁において、一般に係止面によって、多くは磁気コアで、磁気アーマチャの弁座とは反対側で画定されている。
【０００３】
磁気アーマチャの密閉のために、及びノイズ低減のためにも、その弁座と対向する側にエラストマからなるシール体を備えることが知られている。同様に磁気コイルによって係止面に当接する係止緩衝体を形成するために、シール体が弁座とは反対側まで伸長し、そこに突出する開口を有する磁気アーマチャが知られている。シール体は磁気アーマチャと加硫により結合される。
【０００４】
上記のような形式の電磁弁において、シール体は磁気アーマチャに脱着可能に固定できるように配置されている。磁気アーマチャを備える電磁弁が知られており（例えば特許文献１参照）、この電磁弁では、シール座に対向する側にエラストマからなるキャップが装着されており、磁気アーマチャは円筒形の開口を有し、その中で、開口が完全にエラストマで満たされるまでエラストマ体が続く。磁気アーマチャにエラストマ製のキャップを固定するために、この磁気アーマチャはシール座に対向する側で後部領域に、溝状の、外周側に延在する切欠形状を有し、これがエラストマキャップの後周縁部と係合可能である。さらに類似の配列が公知である（例えば特許文献２参照）。特許文献２には、磁気アーマチャが記載されており、これはシール座対向側に円錐形状の頂部を有し、これが弁の閉鎖位置で流出管の上端に対応して成形された流入開口に潜り込む。この円錐形状の頂部は、この場合、完全に対応して成形されているシール材料からなるキャップによって覆われ、このキャップはその外周縁部と共に溝形状の、外周側で円錐形状の頂部の脚部に延在する切欠と係合可能である。
【０００５】
上記電磁弁の欠点は、シール体が非常に複雑な形状を有することである。そのため、このようなシール体はそれによって費用がかかり、高価である。
【特許文献１】EP0099771A1号明細書
【特許文献２】EP1235014A2号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、磁気アーマチャを製造するためのコストを低減できるように、上記のような形式の電磁作動式弁を引き続き開発することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、特許請求の範囲に記載の請求項１の全ての特徴を備える電磁作動式弁によって解決することができる。すなわち上記課題は、磁気コイルと、この磁気コイルによって作動可能であり、開放位置と閉鎖位置の間で往復運動可能である磁気アーマチャとを含む、特に自動車用のタンクの空気を抜く電磁作動式弁であって、閉鎖位置が、支持体に脱着可能に固定することができるシール体が弁座に配置されることによって、磁気アーマチャの弁座に対向する側の支持面によって画定されるものにおいて、シール体が支持体上に係合可能である本質的に環形状のシールエレメントとして形成されている電磁作動式弁によって解決される。本発明の好ましい実施形態は従属請求項に記載している。
【０００８】
本発明は、特に自動車用のタンクの空気を抜くための電磁作動式弁であって、磁気コイルと磁気アーマチャを含むものにおいて、磁気アーマチャが、磁気コイルによって、開放位置及び閉鎖位置の間で往復運動可能であるように作動可能であり、閉鎖位置が、支持体に脱着可能に固定することができるシール体を介在させている場合に、弁座上で磁気アーマチャの弁座に対向する側の支持面によって画定され、シール体が支持体上に結合可能である本質的に環形状のシールエレメントとして形成されている。
【０００９】
冒頭に記載した複雑な形状を有するエラストマ製のシール体の代わりに、本質的に環形状のシールエレメントを使用することによって、弁を製造する際のコストを相当に低減できるだけでなく、シール体の組立時の取扱いも本質的に簡単になる。シールエレメントの正確な座は、簡単な方法で目視により検査できるが、逆にエラストマキャップの正確な座は、溝の中に固定される固定区域がエラストマキャップの下に隠れているので検査できない。
【００１０】
本発明によるシールエレメントは本質的に環形状に形成されている。本発明で「本質的に環状」とは、この場合、断面が必ずしも厳密に円形である必要がないことを意味している。収容溝の中の座、座りを改善するために、円形ではない、例えば（部分的に）角のある断面を考慮することも充分に有利な場合がある。また、断面の幾何学的形状がリングの全周にわたって一定ではなく、少なくとも区域ごとに様々に形成されている場合が有利な場合もある。
【００１１】
本発明によるシールエレメントの形状付与は、幾何学的形態における上記変形可能性を考慮しても、公知のシール体と比べて本質的に簡素化されているので、シールエレメント用に使用可能な材料の選択は、複雑な形状を有するシール体の場合よりも本質的に大きくなる。特に材料の特性は目的を定めて意図する弁の使用分野に関して選択することができる。このように自動車用のタンクの空気を抜く弁としての弁の有利な適用のために、温度安定性及び音響減衰性に関して好適化された材料、特に例えばフルオロシリコーンのようなエラストマを使用することができる。
【００１２】
シールエレメントを支持体に確実に固定するために、シールエレメントが嵌め込み可能な、締付可能である側面を画定する壁部を備えた、外周を一回りする循環する環状溝を支持体に設けることが有利である。
【００１３】
シールエレメントは、シール座にも磁気アーマチャにも配置することができる。特に型抜きを考慮する必要があることから生じる非常に複雑な金型構造によって、弁座で流出管の比較的薄い内壁に、シールエレメントを収容する環状溝を形成することは、製造技術的に非常に困難でありかつ費用がかかるので、磁気アーマチャを支持体として適用することが好ましい。さらに、別の構成要素によるシールエレメントの固定が必要になることがある。
【００１４】
弁座に対向し、下方へ向く磁気アーマチャの正面へ、環状溝を形成することは、同様に製造技術的に困難である。ここでは、第一に、提示される寸法によって明らかに制限される金型の寿命を挙げることにする。そのため環状溝が磁気アーマチャの外周側面に形成され、アーマチャ側の溝の側壁が装着されるシールエレメントと共にシール座のための当接部を形成することが好ましい。シール座に対向する磁気アーマチャの正面領域は、それに応じて磁気アーマチャがシールエレメントでシール座の当接部を遮らないところまでその直径を低減されている。すなわち正面領域における磁気アーマチャの外径は、シール座によって取り囲まれる流出開口部の内径より小さくしなければならない。他方、シール座に対向する溝の側壁は、シールエレメントを半径外方へ向けてさらに充分広く覆うことになり、それによってシールエレメントが脱落することが防止されている。
【００１５】
本発明の有利な実施形態において、環状溝はプリズムガイド又は柱状の案内、断面が矩形の案内として、すなわち本質的にＶ字状の輪郭をもって形成される。これは、シールエレメントに通常存在する型分離バリが、溝中空部の略Ｖ字形状の拡大部分によって充分な遊びを有し、この構成によって、型分離バリによる影響が表面化しないという長所がもたらされる。同様に、溝中空部の寸法決定において、燃料蒸気との接触によるシールエレメント材料の膨潤特性を考慮することも有利であることが証明されている。
【００１６】
流体力学的に好適な輪郭推移は、磁気アーマチャがその弁座対向正面領域で円錐形状で先細りになる部分を有する場合に生じる。この構成によって、ますます自動車製造者から要求されている弁の微量の配量特性が容易に実施可能となる。
【００１７】
本発明の有利な実施形態において、シールエレメントとしてＯ−リングが使用される。Ｏ−リングは簡単かつコストの面で有利に製造することができる。
【００１８】
本発明の別の有利な実施形態において、磁気アーマチャで磁気アーマチャの最大往復行程高さ、最大ストロークの制限のために、磁気アーマチャの弁座と反対側又はアクチュエータ側に、相応する対向係止面と協働する係止面又はストッパ面が設けられている。
【００１９】
係止面と対向係止面との間にノイズ減衰のために係止緩衝体が設けられていることが好ましい。
【００２０】
コストの面で有利に、かつ製造技術的に簡単な解決策は、係止緩衝体として同様に本質的に環形状のシールエレメント、特にＯ−リングを利用して、これを、この場合にはプリズムガイド又は柱状の案内、断面が矩形の案内として形成されている溝の中に配置することが好ましい。このシールエレメントの幾何学的な形態における可能性に関しても上述のことが当てはまる。
【００２１】
対向係止面又は対向ストッパ面は、例えば磁心のアーマチャ側の端部に形成することができる。磁気アーマチャの最大往復行程高さを調整するために、中心に配置されている調整ねじを有する電磁作動式弁において、対向係止面を調整ねじのアーマチャ側の端部に設けることができる。係止緩衝体として利用されるシールエレメントは、アーマチャ側すなわち磁気アーマチャのアクチュエータ側の端部にも、アクチュエータ側すなわち例えば調整ねじ又は磁心のアーマチャ側の端部にも、又はその他のシールエレメントの保持用支持体にも結合可能である。好ましくはプリズムガイド又は柱状の案内、断面が矩形の案内として形成されているシールエレメントの収容部は、この場合、支持体の中の対応する孔部の外周にも内周にも、例えば螺旋形の圧縮ばねの収容に通常利用される磁気アーマチャのアクチュエータ側の端部で孔部の内周に配置することができる。これら全ての解決策において唯一注意するべきことは、係止面、対向係止面及び係止緩衝体の幾何学的位置が互いに調整されているということである。
【００２２】
磁気アーマチャのアクチュエータ側の端部で係止緩衝体として利用されるシールエレメントの配列において、シールエレメントの保持のために合成樹脂成形品を使用することが好ましいことが証明されている。この場合には、アーマチャが２つの部分から構成され、実質上円筒形状の金属よりなる外側部分と、この金属部分に挿入される内側部分をなす合成樹脂成形品とから形成される。合成樹脂成形品は、例えば本質的に中空円筒形状として形成することができ、これは磁気アーマチャの弁座と反対側の、弁座離間側で対応する孔部の中に挿入可能であり、その上端部には軸線方向に延伸し、外周を取り囲む収容面が設けられている。収容面は、合成樹脂成形品の上端部で、軸線方向にかつ外周を取り囲むように延伸して、シールエレメントを収容する。またこの収容面の下部には、収容面と協働して、シールエレメントと係合し、シールエレメントを固定するカラー状の密閉体部分が設けられている。この２つの部分よりなるアーマチャは、簡単に、かつコストの点で有利に実現される。
【００２３】
その他の流体技術の又は流体力学的な長所は、流出管がラバル管として形成されている場合にもたらされる。
【００２４】
本発明による電磁作動式弁は比例モードにもサイクルモードにも適する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、磁気コイル（５）と、この磁気コイル（５）によって作動可能であり、開放位置と閉鎖位置の間で往復運動可能である磁気アーマチャ（７）とを含む、特に自動車用のタンクの空気を抜く電磁作動式弁であって、前記閉鎖位置が、支持体に脱着可能に固定することができるシール体が弁座（８）に配置されることによって、磁気アーマチャ（７）の前記弁座（８）に対向する側の支持面によって画定される電磁作動式弁に関する。シール体が、支持体上に係合可能である本質的に環形状のシールエレメント（９）として形成されている。この構成により、磁気アーマチャを製造するためのコストを低減することができる電磁作動式弁を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を添付の図面を参照してより詳しく説明する。
【００２７】
図１に電磁作動式弁１を示す。この電磁作動式弁１は、ハウジング２内で流入管３と流出管４を接続可能に配置され、流入管３は、図１に図示しない燃料タンクの空気抜き管又はこの空気抜き管に後置した吸収フィルタに、流出管４は、同様に図示しない内燃機関の吸気管にそれぞれ接続されている。
【００２８】
電磁作動式弁１は、磁気アーマチャ７が組み込まれている磁心６を備えた磁気コイル５を含む。磁気アーマチャ７は、コイル５に電流を印加することによって、開放位置と閉鎖位置の間で往復運動可能であり、閉鎖位置は流出管４の流入開口部における弁座８上の磁気アーマチャ７の支持面によって画定されている。磁気アーマチャ７は弁座８上に直接配置されない。磁気アーマチャ７と弁座８の間には、本発明の有利な実施形態に基づき、係合可能なＯ−リング又はシールリング９として形成されているシールエレメントが挿入されている。Ｏ−リング９は、本発明の別の有利な実施形態に基づき、磁気アーマチャ７に係合可能であり、そのために磁気アーマチャの外周には、弁座８に対向する側に断面が略矩形の案内、略柱状の案内又はプリズムガイドとして形成され、外周を一回りする循環する環状溝10が設けられている。磁気アーマチャ７は、図示した実施形態において、いわゆるあまいブッシュ、グリコブッシュ11に案内されている。グリコブッシュ11は極板12によって取り囲まれている。
【００２９】
中空円筒形状の磁心６の内部に調整ねじ13が配置され、このねじは、図示した実施例において、一般的な制限なしに、磁気アーマチャ７の往復運動に対するストッパ、係止体を形成している。係止体を調整するために、調整ねじは、相補的に形成されているねじに噛み合うねじを有する。調整ねじ13のアーマチャ側の端部は、磁気アーマチャ７の弁座８と反対側に又は離間側に対応して形成されているアーマチャ７の孔部14の中に突出している。調整ねじ13のアーマチャ側の端部と孔部14の底部との間に、図示しない螺旋形の圧縮ばねが配置され、これが磁気コイル５の非通電状態時にアーマチャを弁座８に押圧し、弁が閉じられる。磁気コイル５に電流を印加すると、磁気アーマチャ７はばね力に抗して弁座８から持ち上げられ、弁が開かれる。
【００３０】
ストローク高さを制限するために、磁気アーマチャ７は係止面又はストッパ面15を有し、この係止面は、上方に向かって内径が拡大する円錐形状の磁気アーマチャ７の孔部14の中に、環状に構成されている肩部として形成されている。付属する対向係止面16は、図示した実施形態において、一般的な制限なしに、調整ねじ13のアーマチャ側の端部に、同様に環状に取り囲む肩部の形態で形成され、この実施例では、この肩部に係止緩衝体が配置されている。特に有利な本発明の実施形態によれば、調整ねじ13のアーマチャ側の端部で係合可能なＯ−リング17が係止緩衝体として利用される。調整ねじ13のアーマチャ側の端部には、そのために、その肩部の領域に、環状に延伸するＯ−リング17用の柱状の案内、断面が矩形の案内、プリズムガイドが設けられている。
【００３１】
流出管４を貫通する通路18は、弁の流体力学的な特性、流れ技術的特性を改善するために、それ自体公知であるやり方のラバル管として形成されている。
【００３２】
図２に、本発明による弁に使用可能である磁気アーマチャの有利な実施形態の一例を示す。磁気アーマチャ70は、アクチュエータ側に孔部14を備えた本質的に円筒形状の金属材料からなる外部ジャケット71と、協働してＯ−リング17を収容するとともに孔部14の中に挿入可能な合成樹脂成形品72とからなる２分割型のアーマチャとして形成されている。合成樹脂成形品72は、本実施形態において、一般的な制限なしに、本質的に中空円筒形状であり、深い鍋様の形態に形成されている。合成樹脂成形品72は、その上端部に、軸線方向に延伸するとともに外周を取り囲む収容面72aを備え、この収容面72aには、その下部にカラー状の密封体部分72bが設けられ、収容面72aと密封体部分72bが協働してＯ−リング17と係合し、Ｏ−リング17を固定する。このときＯ−リング17は、収容面72aの外周側を取り囲み、密封体部分72bの上面に位置する。中空円筒形の合成樹脂成形品72の底部72cは、図示しない螺旋形の圧縮ばね用の支承として利用することができる。磁気アーマチャ70は、そのシール座に対向する端部に、Ｏ−リング９を収容するのに利用される環状の溝71aに接続され、かつ下方に向かって先細りの円錐形状をなす区域71bを有する。この区域71bの領域におけるアーマチャの壁部の円錐形状の構成によって弁の配量特性が改善され、微量の調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に基づく電磁作動式弁の縦断面を模式的に示す図である。
【図２】図１と同じ表し方による本発明の有利な実施形態に基づく電磁作動式弁用の磁気アーマチャを示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１      電磁作動式弁
２      ハウジング
３      流入管
４      流出管
５      磁気コイル
６      磁心
７      磁気アーマチャ
８      弁座
９      シールリング
１０      環状溝
１１      ブッシュ
１２      極板
１３      調整ねじ
１４      孔部
１５      係止面
１６      対向係止面
１７      Ｏ−リング
１８      通路
【図１】
2005061624.tif 000003
【図２】
2005061624.tif 000004